Físicos de la UAM y el CSIC desarrollan un método para mejorar los biosensores que detectan varias enfermedades raras
Físicos de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han logrado desarrollar un método para la producción y ordenamiento uniforme de nanopartículas de galio, lo que permitirá mejorar muchas aplicaciones punteras en distintos campos, como los biosensores capaces de detectar enfermedades raras.
Según explican los investigadores, en los últimos años las nanopartículas de galio han servido para diseñar avanzados biosensores, capaces de detectar, por ejemplo, enfermedades raras como la glucogenosis o la fibrosis quística. Sin embargo, estas aplicaciones estaban «limitadas» por la dificultad de producir nanopartículas de galio a un tamaño concreto y de forma ordenada.
«El galio es un metal líquido a 30 ºC y las nanopartículas tienden a juntarse durante el proceso de fabricación, mediante un mecanismo conocido como coalescencia, dando lugar a distribuciones de tamaño heterogéneas», explican. Para evitar este efecto de coalescencia, los investigadores utilizaron plantillas hexagonales compactas, donde las nanopartículas pueden crecer en el interior de agujeros ordenados por técnicas electroquímicas que finalmente determinan su tamaño y empaquetamiento.
El trabajo, publicado en la revista Nano Futures , no solo incorpora una nueva estrategia de crecimiento de las nanopartículas, sino que además demuestra que las oscilaciones plasmónicas obtenidas por este método de autoorganización mejoran ampliamente las logradas sin patrones en términos de intensidad y resolución espectral.
«Esto se debe a un efecto combinado de la uniformidad de tamaños y el acoplamiento entre nanopartículas próximas. Puesto que las características de estas resonancias superan a las alcanzadas previamente, se espera poder ampliar aún más el límite de detección de los biosensores en un futuro próximo», afirman los autores.
El nuevo método para la producción y el ordenamiento uniforme de nanopartículas de galio se basa en cuatro pasos. El primero es la preparación de una membrana nanoporosa de alúmina, u óxido de aluminio, por medios electroquímicos y con una distribución de poros hexagonal y un tamaño de poro que se puede controlar ajustando los parámetros de fabricación. El segundo es un ataque químico que elimina la membrana de alúmina, dejando únicamente el sustrato de aluminio con un patrón de agujeros que reproduce la distribución hexagonal de la membrana.
Después, se depositan las nanopartículas sobre este patrón; como si de una huevera se tratase, la plantilla de aluminio limita la movilidad superficial de las nanopartículas, ayudando a que se concentren. Por último, se adapta el tiempo de depósito al tamaño máximo del patrón para evitar que las nanopartículas puedan rebosar y juntarse nuevamente. «El resultado es la formación de un patrón de nanopartículas con un único tamaño y prácticamente libre de defectos», concluyen los científicos.
